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1 Interbus Présentation Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France.

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1 1 Interbus Présentation Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France

2 2 Interbus Le développement d'Interbus a été lancé en 1983 Phoenix Contact et le Lippe Technical College posent les bases du réseau 2 ans plus tard, le première mise en route d'Interbus est réalisée Interbus est commercialement présenté à la foire de Hannovre en 1987 En 1990, les spécifications sont ouvertes dans une optique de développement multi-constructeurs En 1992 le Club Interbus est créé En 1994, Interbus est normalisé en Allemagne, puis devient standard Européen en 1998 Historique Club Interbus

3 3 Interbus Club Interbus Le protocole InterBus est conforme au modèle ISO/OSI Couche 7 : Interface application Couche 2 : Liaison. Supporte les deux classes de données existantes: cyclique (du processus) et acyclique (de paramétrage) Couche 1 : Physique La couche 2 se caractérise par le déterminisme du transport des données cycliques basé sur le principe de: - Trame unique TDMA (Time Division Multiple Access) - Absence de risque de collision - Fenêtre temporelle attribuée à chaque abonné Spécifications Normalisé EN

4 4 Interbus Buffer dentrée Buffer de sortie Buffers des esclaves Maître Esclaves Principes Interbus fonctionne sur le principe déchanges Maître / Esclave Le fonctionnement est très simple Cest un échange permanent de buffers entre Maître et Esclaves

5 5 Interbus Principes Esclave N°1 Esclave N° 2 Esclave N° n-1 Esclave N° n Maître n Esclaves Données de lesclave N° 1 Données de lesclave N° n Les données sont rangées dans lordre de distribution aux esclaves Il nest pas nécessaire de fixer les adresses physiques des stations Leur affectation est automatique

6 6 Interbus Les Données sont actualisées en entrée et en sortie dans le même cycle de rafraîchissement Principes IN OUT Optimisation De 1 bit à 64 octets par stations

7 7 Interbus Esclave N°1 Esclave N° 2 Esclave N° n-1 Esclave N° n n Esclaves Données de lesclave N° n Données de lesclave N° 1 Maître Les fils aller / retour passent dans le même câble La topologie Interbus est en anneau Physiquement, on a limpression dune topologie en bus Topologie

8 8 Interbus Topologie Esclave N°1 Esclave N° 2 Esclave N° n-1 Esclave N° n Données de lesclave N° n Données de lesclave N° 1 Maître n Esclaves On peut aussi Physiquement donner au réseau une architecture en arbre (tree)

9 9 Interbus Trames Module 1Module 2Module 3 Module 4 Module 5 Module n FCS Control Mot de rebouclage Données du processus Données du processus Données du processus Données du processus Données du processus Données du processus Transmission cyclique de données du processus Longueur de trame définie Données du processus Données du processus Mot de rebouclage 1 Image données de sortie N 1 Image données dentrée N Mot de rebouclage Données de sortie 1 Données dentrée Données de sortie 2 Données dentrée Données de sortie N -1 Données dentrée Données de sortie N Données dentrée Echanges de données TRAME INTERBUS Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

10 10 Interbus Trames Module 1Module 2Module 3 Module 4 Module 5 Module n FCS Control Mot de rebouclage Données du processus Données du processus Données du processus Données du processus Données du processus Données du processus Paramètres 1 Paramètres 2 Paramètres 3 Paramètres 4 Paramètres 1 Paramètres 2 Paramètres 3 Paramètres 4 Paramètres n Paramètres n 2 e cycle 3 e cycle 4 e cycle 1 e cycle Transmission cyclique de données du processus Longueur de trame définie Insertion séquentielle de paramètres sur demande Données de sortie 1 Données dentrée Echanges de messages : configuration, terminaux, liaisons séries … etc TRAME INTERBUS

11 11 Interbus Interbus Loop Interbus LOOP Exemple de configuration Interbus avec extension locale " Interbus Loop "

12 12 Interbus Interbus Loop L'interbus loop est une extension locale de l'interbus EN Le principe de fonctionnement est identique Interbus Loop peut être intégré dans n'importe qu'elle branche Interbus Alimentation 24V et signal sur le même câble Module température Module DI 4 bits Module Moteur IP54 Topologie en anneau 200 mètres maxi 20 mètres maxi entre chaque station Sur câble 2 x 1,5 2

13 13 Interbus Câblage Câble Interbus 6 fils 2 x 2 signaux + terre Câble Interbus 8 fils 2 x 2 signaux + terre + alimentation 24V DO = Data Out DI = Data In Le câble aller et le câble retour sont connectés sur chaque module esclave n Esclaves Maître Mode différentiel 2 fils par signal Interbus Loop câble 2 x 1,5 2 Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

14 14 Interbus Caractéristiques 512 stations esclaves maximum 32 stations par segment maximum Support physique câble différentiel RS mètres entre chaque station esclave à 500 Kb/s Par exemple : 13 Km avec 32 stations esclaves Le nombre de points Entrées/Sorties par station nest pas limité DETERMINISTE Cohérence temporelle des données TDMA Time Division Multiple Access Chaque esclave agit comme un répéteur au niveau physique

15 15 Interbus Caractéristiques Registres démission Chaque Interface Esclave dInterbus possède 3 types de registres de transimission MANAGEMENT - Le maître peut lire des informations dans les nœuds esclaves (type, longueur des données …) - Le maître peut contrôler des fonctions spéciales des esclaves USER DATA - Transfert des données en entrées/sorties - de 1 bit à 64 octets CRC - Contrôle de la trame sur 16 bits + 2 octets - Protection des données 2 buffers par registre - 1 en entrée - 1 en sortie

16 16 Interbus Cycles Cycle MANAGEMENT Au démarrage du bus - Initialisation - Configuration Cycle USER DATA Fonctionnement cyclique - Echange des données 2 types de CYCLES Longueur variable16 bits Puis

17 17 Interbus Cycle Management Loop Back Word donne linformation du nombre de stations au maître en retour de la trame A la fin du cycle, le maître possède les informations utiles de chaque esclave : identification, longueur des données … UART Service Primitive - StartDataCycle - Reset Short - Reset Long 2 octets par esclave Contrôlé en retour par le maître

18 18 Interbus Code d'identification Codes d'identification

19 19 Interbus Code d'identification Codes d'identification

20 20 Interbus Cycle User Data La trame contient les données Entrées/Sorties de chaque station esclave La longueur des données est fixé pour chaque station La trame dépend du contenu de la "Management (ID) Sequence" Contrôlé en retour par le maître

21 21 Interbus Séquence CRC Le CRC est recalculé par tous les esclaves puis comparé en réception Réservé pour usage futur Calculé et comparé par tous les esclaves

22 22 Interbus Gestion du protocole Interbus par le Maître Protocole Interbus

23 23 Interbus Calcul du temps de cycle Le temps de cycle peut être calculé exactement DETERMINISME Le temps de transfert des données dépend du nombre de données et du Bit Time t Bit_IBS Comme chaque octet est inclus dans un telegram, le nombre total doctets doit être multiplié par 13 Le temps de cycle est alors égal à la formule

24 24 Interbus La trame Interbus est applelée «Telegram» Trame Interbus Il y a deux types de telegram : - IDLE qui maintient lactivité sur le bus quand le maître nenvoie pas de Data telegram. Evite les Reset de protection. - DATA pour le transfert des données

25 25 Interbus Trame Interbus Ces bits sont différents dans le cas dun Data telegram

26 26 Interbus Telegrammes sur la ligne du bus Le nombre de telegrammes IDLE dépend de la puissance du microcontrôleur et de linterface série Dans le meilleur cas, il ny a pas de telegramme IDLE entre les telegrammes DATA Trame Interbus

27 27 Interbus Composants Les composants stations esclaves contiennent le protocole esclave InterBus - SUPI1 – SUPI2 – SUPI3 – SUPI3 OPC – LPC1 – LPC2 – IB8052 … etc. LPC2 SUPI Chaque nouveau composant est maintenant basé sur les spécifications du SUPI2 Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître : - Etat de la station - Management – Commande et Identification - User Data Buffer - Entrée et Sortie - Buffer CRC

28 28 Interbus Buffer dIdentification Par ce buffer, le protocole peut informer le maître sur le type, le longueur des données, les erreurs et autres évènements externes. Composant : SUPI 2 – Buffer didentification Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître : - Etat de la station - Management – Commande et Identification - User Data Buffer - Entrée et Sortie - Buffer CRC

29 29 Interbus Composant : SUPI 2 – Buffer didentification Buffer dIdentification (suite) Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître : - Etat de la station - Management – Commande et Identification - User Data Buffer - Entrée et Sortie - Buffer CRC

30 30 Interbus Composant : SUPI 2 – Buffer de commande Buffer de commande Avec ce buffer, le maître est capable de contrôler létat général de la station esclave. Chaque composant esclave les services suivants, adressables par le maître : - Etat de la station - Management – Commande et Identification - User Data Buffer - Entrée et Sortie - Buffer CRC

31 31 Interbus Matériel Câbles Connecteurs Cartes Composants Couches logicielles

32 32 Interbus Câbles normalisés InterBus Câble Interbus 6 fils 2 x 2 signaux + terre Câble Interbus 8 fils 2 x 2 signaux + terre + alimentation 24V Mode différentiel 2 fils par signal Matériel

33 33 Interbus Connecteurs normalisé InterBus Matériel

34 34 Interbus Carte PCMCIA Carte I/O Carte PC PCI Station maître Matériel Cartes InterBus

35 35 Interbus Modules Entrées / Sorties Modules Tête de Station Interbus Tête de stationModules E/S Matériel

36 36 Interbus Matériel

37 37 Interbus Matériel Modules InterBus datelier, en boîtiers métalliques

38 38 Interbus Matériel Modules InterLoop

39 39 Interbus Logiciel Les logiciels permettents de mettre en œuvre facilement le protocole InterBus Exemple de fenêtre InterBus, dessin du réseau installé

40 40 Interbus Logiciel Exemple de terminal datelier interfacé InterBus

41 41 Interbus Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France Fin de présentation Merci de votre attention


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